استفاده از روان کننده در بتن

دلیل استفاده از روان کننده در بتن

روان کننده بتن چه تاثیری بر روی مقاومت بتن دارد

بتن جز مصالح ساختمانی است که از سیمان، سنگدانه، آب و دیگر مواد معدنی تشکیل شده است.

بتن در اصل سنگ مصنوعی می باشد که با استفاده از این مواد ارزان‌قیمت ساخته می‌گردد
و به علت مقاومت بالای آن، کاربرد بسیار فراوانی در صنعت ساخت و ساز، به خصوص در مناطق مرطوب دارد.

بتن توانمند یا High Performance Concrete و به اختصار HPC ، بتنی می باشد که ویژگی‌های خاصی دارد که بتن در حالت معمولی، دارای آن‌ها نمی باشد.

این ویژگی‌ها شامل مقاومت بالا، مدول الاستیسیته‌ی بالا، کارایی بالا و نفوذپذیری کم می باشد.

یکی از موادی که از آن‌ها برای تقویت عملکرد بتن استفاده می‌گردد، روان‌ کننده‌ بتن و یا فوق روان‌کننده‌ بتن می باشند.

از این نوع افزودنی برای تقویت عملکرد بتن در یک و یا چند جنبه و یا بدون تغییر ماندن آن در شرایطی خاص مورد استفاده قرار داده می شود.

امروزه روان‌ کننده‌ بتن از مواد متفاوت معدنی و شیمایی تولید می‌شوند.

شرکت بتن شیمی ، از پیشگامان خدمات مربوط به مواد افزودنی بتن و یا روان کننده بتن یا فوق روان‌ کننده بتن می باشد و همچنین  با هدف تولید افزودنی های بتن مانند ژل میکروسیلیکا
(میکروسیلیس ژل شده)، ژل میکروسیلیس ، گروت ها ، ترمیم کننده بتن ها، مواد بندکشی و درزبندی، مواد پوشش دهنده، چسب کاشی  و چسب بتن ها، افزودنی بتن ها ، و فرآورده های مصرفی در صنایع عمرانی، صنعتی و ساختمانی به عنوان اولین تولید کننده انواع افزودنی بتن و مواد شیمیایی ساختمان در ایران با عملکرد بالا و متمایز از محصولات متداول فعالیت می نماید.

کاربرد فوق روان کننده های بتن

تولید میکروسیلیسون بتن

بتن ها برای ایجاد کف سخت و محکم

استفاده در بتن ریزی قسمت های با تقویت بالا و نیاز به استحکام زیاد

از فوق روان کنندههای بتن در قالب های بتنی پیش ساخته و بتنی استفاده می شود.

برای افزایش کارایی بتن، بدون نیاز به افزایش میزان آب در مخلوط (بتن با نسبت آب به سیمان کم)

فوق روانکننده ها کاربرد های زیادی دارند که از آن ها در موارد مختلفی می توانیم بهره ببریم و بتن با کیفیت بالاتر و سرعت بیشتری تولید کنیم.

یکی از کاربردهای بالایی که فوق روانکننده های بتن دارد ایجاد بتن در هوای سرد می باشد که به دلیل انقباض امکان دارد حالت روانی مورد نیاز را نداشته باشد.

مواد اولیه روان کننده بتن

روان کننده ها معمولاً از لیگنوسولفونات ها تولید می‌ گردند که این ماده، یکی از اجزای قابل توجه در صنعت کاغذ می باشد. مواد فوق روانکننده معمولاً از نفتالین سولفوناته یا ملامین فرمالدئید سولفوناته تولید می‌شوند.

به طور کلی چهار نوع فوق روان کننده وجود دارد: ملامین سولفوناته، نفتالین سولفوناته، لیگنوسولفونات اصلاح شده و ترکیبی از دوزهای زیاد مواد افزودنی کاهنده آب. فوق روان کننده های پایه ملامینه و نفتالین کاربرد بیشتری در این امر دارند.

مزیت استفاده روان کننده بتن

کاهش استفاده از آب در بتن

استفاده از ماده روان کننده بتن موجب می‌شود که حالت خمیری و چسبناک بتن به خوبی حفظ گردد و نیازی به مصرف آب کمتری داشته باشد.

یکی از فاکتورهای مهم در حفاظت کیفیت بتن،
کم بودن نسبت آب به مقدار سیمان می باشد که به حفظ یکپارچگی بتن کمک فراوانی می‌کند.

ماده روان کننده بتن به علت خاصیت شیمیایی که دارد
جاذبه ی ذرات سیمان را به تأخیر انداخته و باعث می‌شود که ذرات سیمان به شکل یکسانی در قسمت‌های متفاوت توزیع شوند.

بنابراین مقدار  آب کمتری در جریان تولید بتن مصرف می‌گردد.

افزایش کارایی و استحکام بتن

به تأخیر انداختن گیرش سیمان به واسطه ماده روان کننده بتن باعث می‌گردد
که پیمانکار و یا مهندس زمان بیشتری را برای استفاده از بتن در اختیار بگیرد و بتن را به محل مورد نظر خود برساند.

از طرف دیگر استفاده از روانکننده بتن به معنای کاهش کلوخه شدن در سیمان می باشد و این موضوع از ایجاد شدن فضای خالی در داخل سیمان جلوگیری می‌کند.

گیرش دیرتر سیمان به معنای قرار گرفتن اجزای بتن در محل متناسب و ایجاد اتصال متناسب بین قسمت‌های متفاوت آن می باشد.

عوامل موثر بر مقدار مصرف روان کننده بتن

در ادامه متن راهنمای استفاده روانکننده بتن باید گفت که مقدار مصرف روانکننده بتن به عوامل زیر بستگی دارد:

اسلامپ بتن

نوع و غلظت خود روان کننده

میزان آب به سیمان یا همان طرح اختلاط و مقاومت نهایی مورد نیاز

شرایط آب و هوایی مثل گرمای بیش از حد بتن و از دست رفتن آب بتن

انتظارات اصلی پروژه از بتن مصرفی مثل بتن نما و یا قطعات پیش ساخته بتنی

استفاده از دیگر افزودنی‌های بتن که روی شرایط گیرش و یا قوام بتن تاثیر مستقیم دارد، همانند زودگیر بتن و الیاف بتن

خواص شیمیایی و فیزیکی بتن: هر چه میزان C₃A سیمان زیادتر باشد،
به دلیل نیاز آبی بیش‌تر سیمان به دلیل کلوخه شدن روان کننده بتن زیادتری مورد نیاز خواهد شد.

اگر قرار باشد روان کننده ابتدا رقیق و سپس به بتن اضافه شود،
بهتر است حجم آبی که توسط این افزودنی در طرح اختلاط بتن شرکت می‌کند، در نظر گرفته شود.
البته ابن موضوع فقط برای روان کننده‌های غلیظ مطرح می گرددکه نیاز به رقیق کردن و افزودن به بتن دارند.

هدف استفاده از روان کننده بتن

افزایش دوام بتن

کاهش نفوذپذیری

بهبود قابلیت پمپ کردن

تسریع نرخ کسب مقاومت

کاهش و یا ممانعت از نشست بتن

اصلاح نرخ و یا ظرفیت آب انداختگی

افزایش اتصال بتن به آرماتور فولادی

کاهش جداشدگی آب و دانه های بتن

افزایش کارپذیری بدون افزایش و یا کاهش مقدار آب ثابت نگه داشتن کارپذیری.

افزایش مقاومت فشاری

تست مقاومت فشاری ۲۸ روزه می باشد که در سنجش مقاومت بتن معیار مناسبی برای سنجش کیفیت بتن می باشد
و این در صورتی  است که روان کننده بتن این مقاومت فشاری را به مراتب بهبود می‌بخشد.

به‌ طور کلی افزایش در مقاومت فشاری بتن از کاهش نسبت آب به سیمان در بتن سرچشمه می‌گیرد و باعث مقاومت بالای بتن می‌گردد.

اما ماده روان کننده بتن می‌تواند بر روی ریزساختار سیمان تأثیر گذار باشد و حتی اگر نسبت آب در بتن را کاهش ندهد،
می‌تواند مقاومت فشاری ۲۸ روزه را بالاتر ببرد.

میزان مصرف روان کننده بتن

میزان مصرف روان کننده بتن باید دقیق باشد؛ به عنوان مثال اگر به بتن موجود در یک تراک میکسر، به جای ۱۰ کیلو روان کننده، ۲۰ کیلو اضافه شود، کل بتن غیرقابل استفاده خواهد بود.
استفاده بیش از حد از روان کننده، زمان گیرش را تغییر می‌دهد و در ادامه بتن دچار آب انداختگی شده، هوای بتن افزایش می‌یابد و دیگر مشکلات را در پی خواهد داشت.
پس بهترین روش استفاده از روان کننده بتن، افزودن مرحله‌ای و کنترل شده است.

به طور کلی میزان مصرف روانکننده بتن باید از ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد وزن سیمان باشد.

مشخصات فیزیکی و شیمیایی روان کننده بتن

بتن در معنای عام، مخلوطی با عملکرد سیمانی شدن می باشد.
این سیمان، عمده نتایج و هزینه را بر تمامی آزمایش‌های بتن می‌گذارد.
برای بهبود بتن، افزودنی اضافه می‌ گردد.
دانستن خواص فیزیکی و شیمیایی بتن و افزودنی‌های آن برای رسیدن به طرح اختلاط بهینه مورد نیاز می باشد.

این مواد حاوی یون کلراید نمی باشند، پس مشکلی برای استفاده در هنگام وجود میلگرد وجود ندارد. عموماً به صورت مایع قهوه‌ای رنگ وجود دارند، ولی بعضی شرکت‌ها پودر آن‌ را هم تولید می‌کنند.
از لحاظ قلیایی خنثی می باشند (PH=6_8) و در صورت نفوذ به اطراف، مشکل زیست محیطی ایجاد نمی‌کنند.

وزن مخصوص یا همان چگالی روان کننده بتن، نزدیک به آب و حدوداً ۱۱۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد.
قابلیت حل شدن در آب و محلول‌های آبی را دارد.

کاهش تخلخل سیمان

تخلخل سیمان یکی از پدیده‌هایی می باشد که مهندسین و پیمانکاران از آن فراری‌ می باشند و تمامی امکانات ممکنه را به کار گرفته تا از این مشکلات فرار کنند.

جالب است که بدانید برخی از مهندسین از ویبره بلند مدت برای کاهش تخلخل بتن استفاده می‌نمایند که این موضوع به معضل دیگری تبدیل می‌گردد.

استفاده از روان کننده بتن باعث می‌شود که سرعت گیرش بتن به طور چشمگیری افت داشته باشد و این موضوع به حباب‌های هوا اجازه می‌دهد که از بتن خارج گردند.

از طرفی بالا بودن روان بتن به معنای کاهش هوای محلول در بتن می باشد.

فرمول شیمیایی روان کننده‌ بتن

فرمول روان کننده بتن از عوامل مهم در عملکرد بتن می باشد.
در حقیقت ترکیبات آلی و غیر آلی به کار برده شده در آن قادر است به بتن خواص و عملکرد متفاوتی ببخشد.
که در اخر در همه آن‌ها خاصیت کاهش آب مصرفی نسبت‌به سیمان می باشد
در زیر مهم‌ترین فرمول‌های شیمیایی مصرفی در بتن نام برده شده است:

• فرمول ملامین
• فرمول لینگو سولفات کلسیم
• فرمول نفتالین فرمالدهید
• فرمول کربوکسیلات

روان کننده های تندگیر کننده

برای کاهش اثر دیرگیری ذاتی روان کننده ها همواره مقداری تندگیر کننده در آنها موجودمی باشد، میزان تسریع در زمان گیرش بسته به نوع افزودنی ، دمای محیط و نوع سیمان به کار رفته بستگی دارد

کاربرد این نوع روان کننده ها در ساخت و ساز هایی نظیر ساخت قطعات پیش ساخته، کانال ها و پوشش تونل ها است که قالب ها پس از ۲۴ ساعت باز می گردند و مقاومت بتن در سنین اولیه مهم می باشد.

و البته این افزودنی ها برای بتن ریزی در هوای سرد بسیار سودمند است.

نکته: برای روانکننده های مورد استفاده در بتن آرمه، از تند گیر کننده های غیر کلریدی مورد استفاده قرار داده می شود.

تفاوت روان کننده با فوق روان کننده بتن

فوق روانکننده بتن که به عنوان کاهنده‌ های آب با دامنه بالا نیز شناخته می‌ شود، افزودنی‌ هایی می باشد که در ساخت بتن با مقاومت بالا مورد استفاده قرار می گیرد.
روان کننده‌ ها ترکیبات شیمیایی می باشند که تولید بتن با تقریباً ۱۵٪ محتوای آب کمتر را امکان ‌پذیر می‌ سازد.
مواد فوق روان کننده بتن باعث کاهش ۳۰ درصدی آب خواهد شد، ضمن آنکه در جاهایی مورد استفاده قرار داده می شود که نیاز به کاهش اختلاط آب بیشتر و شدید تر می باشد.
افزودن این مواد به بتن یا ملات باعث می ‌گرددکه نسبت آب در سیمان کاهش یابد، بدون این که بر کارایی مخلوط تأثیر منفی بگذارد و تولید بتن با کارایی بالا را امکان‌ پذیر می‌ کند.
روان کننده بتن و همین‌ طور فوق روان کننده‌ ها عملکرد این ملات را تا حد زیادی بهبود می‌ بخشند و مقاومت بتن را با کاهش نسبت آب به سیمان افزایش می‌ دهند.

بهداشت و ایمنی

انواع روان کننده بتن

فوق روانکننده کربوکسیلاتی

فوق روان کننده نفتالینی

فوق روان کننده لیگنو سولفات

خواص و اثرات روان کننده بتن

خاصیت اصلی روان کننده، پراکنده کردن ذرات سیمان می باشد.
این پراکندگی از طریق باردار کردن ذرات انجام می‌ گردد.
در پی این اثر، سرعت گیرش سیمان کمتر می‌ شود.
پس شاهد کاهش مقاومت ۲۴ ساعته و ۴۸ ساعته خواهیم بود.
در این مدت، لازم است بیشتر عمل آوری بتن مورد توجه قرار گیرد.

به طور کلی لازم است میزان تأثیر روانکننده بتن بر بتن طی طولانی مدت در نظر گرفته‌ شود.
نیاز استفاده این مواد، نتایج نهایی تأثیر روان کننده بر بتن است، نه مشاهدات یک یا دو روزه عملکرد بتن.

این مواد باید بتواند به سرعت مخلوط یکنواختی با بتن تولید کند تا در صورت نیاز بتوانند عملکرد مناسبی از خود نشان دهند.
 بهترین زمان اضافه شدن افزودنی بتن در انتهای طرح اختلاط و قبل از ریختن بتن است.
البته اگر از اختلاط کامل این مواد با بتن اطمینان حاصل شود، حداقل زمان اختلاط ۵ دقیقه‌ای بعد از افزودن روان کننده پیشنهاد شده می باشد.

محاسن روان کننده بتن

• افزایش عدد اسلامپ و روانی بتن
• کاهنده آب
• کاهش عیار سیمان
• افزایش مقاومت فشاری
• قابلیت استفاده در بتن های با سنگدانه های نامناسب
• قابلیت استفاده در قالب های نازک و پر میلگرد
• قابلیت پمپاژ بتن

میزان مصرف روان کننده بتن

میزان مصرف روانکننده بتن باید دقیق باشد؛ به عنوان مثال اگر به بتن موجود در یک تراک میکسر، به جای ۱۰ کیلو روانکننده، ۲۰ کیلو اضافه شود، کل بتن غیرقابل استفاده خواهد بود.
استفاده بیش از حد از روان کننده، زمان گیرش را تغییر می‌دهد و در ادامه بتن دچار آب انداختگی شده، هوای بتن افزایش می‌یابد و دیگر مشکلات را در پی خواهد داشت.
پس بهترین روش استفاده از روان کننده بتن، افزودن مرحله‌ای و کنترل شده می باشد.

به طور کلی میزان مصرف روانکننده بتن باید از ۰٫۵ تا ۱٫۵ درصد وزن سیمان باشد.
در تحقیقی Mehran Khan و Majid Ali به بررسی میزان مصرف روان کننده‌های بتن پرداختند.
آنها نیز تأییدی بر میزان معرفی شرکت‌های تولید کننده افزودنی‌ها و استاندارهای موجود گذاشتند و میزان ۱% مصرف روان کننده را برای طرح اختلاط خود مناسب معرفی کردند که معمول‌ترین و رایج‌ترین اندازه مصرف روان کننده در بتن می باشد.

روش مصرف روان کننده بتن

یک موضوع مهم در مصرف روان کننده بتن سازگاری این ماده با دیگر افزودنی‌ها می باشد.
این اطلاعات توسط شرکت تولید کننده ارایه می‌شود.

اگر روان کننده از نوع دیرگیر کننده باشد قابلیت افزودن به مواد خشک را دارد.
نوع مایع این افزودنی چون در آب حل می‌شود، بهتر می باشد یک حجم از افزودنی را در دو حجم از آب ریخته و مخلوط کنیم و سپس به خمیر بتنی اضافه می‌ نماییم.

همین مساله باعث کاهش زمان اختلاط بتن بعد از افزودن روانکننده خواهد شد.
وقتی هوا بسیار گرم باشد سرعت کار بتن ریزی اهمیت دو چندانی پیدا می‌کند.
چون تبخیر شدن آب با سرعت بالاتر رخ می‌دهد.

از دست رفتن آب بتن به دلیل گذر زمان، پرداخت آن‌ را دچار مشکل می‌کند.

در حالت کلی نسبت آب به سیمان در بتن ۴۰% در نظر گرفته می‌شود.
این میزان آب با مقاومت نهایی بتن رابطه عکس دارد.
کم کردن آب مورد نیاز بتن از اهداف اصلی استفاده از روان کننده بتن می باشد.

چون مقاومت نهایی و دیگر پارامترهای بتن بهبود می‌یابد.
استفاده صحیح و به کار بردن نیروی متخصص در امر استفاده از افزودنی بتن در ضمن مشاوره پیوسته با کارشناسان در این زمینه بسیار مفید است.